Метод циклической продольной надвижки

Сущность метода ЦПН (цикличной продольной надвижки): пролетное строение по секциям бетонируется на насыпи подхода и конвейерно–тыловым способом (бетонирование секции – надвижка, бетонирование секции – надвижка и т. д.) перемещается по оси моста в проектное положение.

Главное достоинство метода – производство работ по изготовлению секции на ограниченной площадке в районе стапеля и возможность организации циклов надвижки без перерывов движения транспорта под надвигаемым пролетным строением.

Толкающее устройство размещается, как правило, на устое. При большой длине пролетного строения сцепного веса может оказаться недостаточно, тогда используется пригруз на хвостовой части балки. Возможны и другие способы ЦПН: толкать пролетное строение с тыла или тянуть с другого берега лебедками с полиспастами.

Эффективность метода ЦПН можно повысить существенным снижением трения в накаточных устройствах или включением на промежуточных опорах активных перекаточных устройств, обеспечивающих толкание пролетного строения.

Поскольку существующие устройства скольжения обеспечивают коэффициент трения не менее чем 0,04–0,12 (в зависимости от температуры воздуха), проектировщики вынуждены рассчитывать опоры моста на монтажные продольные силы, так как они чаще превышают горизонтальные нагрузки, передаваемые на опоры в период эксплуатации.

При установке на опорах перекаточных устройств активного действия необходимо обеспечивать их согласованную работу. Они позволяют избежать изгиба опор и с ними можно осуществлять надвижку пролетных строений любой длины.

Область применения метода: железобетонное пролетное строение с параллельными поясами не разрезной балочной системы коробчатого сечения с пролетами до 60–60 м, на реках с судоходством и ледоходом, при сооружении виадуков и мостов с высокими опорами.

Технологию составляют следующие работы:

• сооружение на подходе жесткого стапеля с опускающимся поддоном опалубки для изготовления первой секции пролетного строения;
• монтаж из металлоконструкций в районе будущего устоя аванбека, установка на опорах накаточных устройств;
• изготовление на стапеле первой секции не разрезного пролетного строения:
• устройство опалубки;
• армирование и бетонирование секции;
• набор бетоном необходимой прочности;
• протаскивание через закрытые каналы в балке арматурных пучков;
• обжатие секции напрягаемыми монтажными пучками из 12–19 витых семипроволочных канатов;
• присоединение аванбека к головному торцу секции пролетного строения высокопрочной стержневой арматурой;
• надвижка первой секции пролетного строения по накаточным устройствам, которые располагают на стапеле, устое и на промежуточных (постоянных и временных) опорах;
• изготовление на стапеле второй секции, далее процесс повторяется такими же циклами;
• демонтаж металлоконструкций аванбека после надвижки пролетного строения и натяжение рабочей арматуры;
• поочередное поддомкрачивание пролетного строения, демонтаж накаточных устройств и установка опорных частей;
• окончательное бетонирование устоев до проектных отметок и досыпка насыпей подходов.

Преимущества метода:

• сосредоточение оборудования для изготовления и надвижки пролетного строения в пределах стапеля;
• достаточно высокий темп сооружения пролетного строения;
• возможность одновременного ведения работ по сооружению опор и пролетного строения, что сокращает сроки
• возможность строительства в стесненных условиях (не требуется стройплощадка большой длины).

Недостатки:

• необходимо учитывать изменение напряженного состояния конструкции пролетного строения в процессе надвижки (этого можно достичь изменением количества напрягаемых элементов и величины усилия натяжения арматуры в зависимости от меняющегося при надвижке напряженного состояния пролетного строения);
• требуется жесткий стапель на подходе (он позволяет избежать появления трещин в случае неравномерных осадок грунта насыпи подхода и регулировать высотное положение опалубки секции);
• сложная работа узла стыковки аванбека и бетона балочного пролетного строения;
• необходимо проверять опоры моста на горизонтальное воздействие силы трения, возникающей при надвижке тяжелого пролетного строения;
• необходимо обеспечить высокое качество бетонируемой в условиях стройплощадки конструкции пролетного строения, особенно при низкой температуре воздуха.

Схема метода ЦПН приведена на Рис. 8 и 9.

Рис. 8 «Схема сооружения не разрезного пролетного строения способом конвейерно–тылового бетонирования с продольной надвижкой» 1 – бетонируемая секция; 2 – готовая секция; 3 – проектный уровень проезда; 4 – накаточные устройства скольжения; 5 – аванбек; 6 – стапель

Рис. 9 «Стадии изготовления и надвижки балки из монолитного железобетона» а – изготовление первой секции на стапеле; б – процесс ЦПН

Темп собственно надвижки известен из опыта – 21 пог. м за 7 ч. Обычно продолжительность цикла (от начала изготовления секции до начала изготовления следующей) составляет 12–14 дней.

Надвижку можно осуществлять двумя домкратами, например, ГД–700, грузоподъемностью 700 тс каждый и ходом поршня 35 см.

Сейчас развивается технология продольной надвижки «шифтинг–лифтинг», в которой используется сочетание горизонтально и вертикально расположенных домкратов (рис. 10). По этой технологии пролетное строение поддомкрачивают с помощью вертикально расположенных домкратов, затем горизонтальными домкратами передвигают на ход штока (для домкрата ГД 170/1120 величина хода составляет 1120 мм).

Рис. 10 «Конструкция и обустройство стапеля (а) и толкающее устройство (б)» 1 – поддон; 2 – домкрат; 3 – устой; 4 – тормозная подкладка: 5 – горизонтальный домкрат; 6 – вертикальный домкрат; 7 – шероховатая поверхность; 8 – скользящая поверхность: 9 – железобетонная плита; L – длина секции

После этого пролетное строение опускают, а передвижную обойму с домкратом возвращают в исходное положение. Далее процесс повторяется.

Ниже описана технология реализации метода ЦПН, которую использовал Мостотрест на сооружении объектов Московской кольцевой автодороги.

Сооружают стапель с опускающимся поддоном опалубки. Его длина равна длине секции бетонируемого пролетного строения. На стапеле устанавливают опоры скольжения с верхней плоскостью из полированной стали. В днище опалубки делают окна в местах установки опор скольжения, на которые укладывают карточки скольжения. Верхние поверхности карточек выравнивают по плоскости низа пролетного строения, зазоры герметизируют. После сборки арматурного каркаса секцию бетонируют, а после набора бетоном необходимой прочности натягивают арматуру с устройством стыков с арматурой предыдущей секции. Конструкцию разопалубливают. Поддон с опалубкой опускают на стапеле, вес пролетного строения передается на накаточные устройства скольжения. Секция выдвигается в пролет, освобождая место для следующей, и цикл повторяется.

Конструкция стапеля показана на рис. 11.

Рис. 11«Расположение секции на стапеле» 1 – продольная балка стапеля; 2 – поперечная балка; 3 – домкраты; 4 – обустройства скольжения; 5 – опалубка; 6 – железобетонная плита

Надвижку пролетного строения можно осуществлять, разместив в первом пролете силовую опору, оснащенную гидравлическими домкратами Eberspaher, если процесс осуществляют методом выталкивания (рис. 10) или тяговыми устройствами при использовании метода вытягивания (рис. 12).

Рис. 12«Вариант надвижки пролетного строения из монолитного железобетона» 1 – пролетное строение: 2 – опорная часть скольжения; 3 – стальная балка; 4 – вытяжной домкрат; 5 – аванбек; 6 – насосная станция; 7 – устой; 8 – тяж; 9 – вспомогательная опора; 10 – опалубка